Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки термопластичных материалов инфракрасным излучением. Известно устройство для сварки встык термопластичных материалов, на пример труб, инфракрасным излучением содержащее плоский нагреватель (ИК-и лучатель), механизм ввода нагревателя межЬу кромками соединяемых труб и механизм их осадки fl 1. Недостатком устройства является ограниченная область применения. В частности, они не могут использовать ся для сварки материалов, стыкуемых по условиям технологии без зазора ил с зазором малой ширины (порядка 0,81,2 мм). Наиболее близким решением, к предлагаемому является устройство для сварки термопластичных материалов инфракрасным излучением, содержащее корпус с расположенными в нем инфракрасными нагревателями с отражателям И прижимную пластину с П-образным выступом и продольной прорезью 2 J. Недостаток, указанного устройства заключается в том, что он при относительно большой толщине листов (порядка 4 мм) не обеспечивает получение достаточно прочного шва, так как при нагреве с помснцью ИК излучения состыкованных кромок их торцы оплавляются не по всей своей площади, а лишь по краям с той стороны листов, на которую направлено излучение. Вследствие зтого при последующем сдавливании (осадке) кромок получается поверхностный односторонний щов, имеющий пониженную прочность (не более 60% прочности основного материала). Указанный недостаток частично устраняется путем более длительного нагрева и проплавления материала по толщине. Однако при этом резко снижается производительность сварки, значительно увеличиваются энергозатраты на вьгаолнение сварочных работ, происходит термодеструкция материала в поверхностных слоях, что в свою очеред приводит к снижению прочности шва. Применение более интенсивного нагрева ИК излучением также не дает положительных результатов, поскольку в этом случае, как и при длительном на греве, увеличивается термодеструкция материала. Целью изобретения является повыше ние прочности сварного соединения и производительности устройства. Указанная цель достигается тем,чт в устрой,стве для сварки, -термопластич ных материалов инфракрасным излучением, с о держащем корпус с расположенными в нем инфракрасными нагревателями с отражателями и прижимную пластину с П-образным выступом и про дольной прорезью, прижимная пластина снабжена подпружиненным двуплечим ры чагом, шарнирно установленным на поперечной оси, закрепленной на прижимной пластине, приводом вертикальных колебаний, кинематически связанным со свободным плечом рычага, и бойком, расположенным в прорези прижимной пластины перед П-образным выступом и связанным со свободным плечом рычага, причем рабочий торец бой ка выполнен с дугообразным вырезом. П-образный выступ прижимной пластины выполнен в виде вставки, закреп ленной на свободном конце рычага, а боек шарнирно смонтирован на дополнительной оси, закрепленной на прижимной пластине, и снабжен хвостовиком, взаимодействзпощим со вставкой. Боек смонтирован на дополнительно оси, расположенной поперек прорези Прижимной пластины. Боек смонтирован на дополнительно оси, расположенной вдоль прорези при жимной пластины, и связан с выступом через тягу. На фиг. 1изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. Г, на фиг. 3 - узел на фиг. 1, увеличено; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3i на фиг. 5 .узел I на фиг. 1, увеличено (второй вариант); на фиг. 6 - то же (третий вариант); на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 6. Устройство содержит продолговатый корпус 1, в котором. на изолирующих панелях 2 установленьРинфракрасные н греватели, например лампы 3, с распо ложенными над ними отражателями 4, 4 промежуточную пластину 5 и прижимную пластину 6. Промежуточная пластина 5, предназначенная для формирования потока излучения и концентрации его в зоне сварки, установлена в проеме нижней части корпуса. Панели с лампами и отражатели 4 закреплены на промежуточной пластине сверху. Прижимная пластина 6 крепится шарнирно к пластине 5 снизу посредством двух осей 7 и фиксируется относительно нее с помощью регулировочного винта 8. На верхней площадке пластины 6 установлен привод вертикальных колебаний 9, например электромагнитный, а в ее нижней, выступающей части закреплен шарнирно на поперечной оси 10 двуплечий рьиаг 11, расположенный вдоль пластины. Внутренний (по отношению к выступающей части пластины) конец пычага 1I имеет боек 12 с дугообразным вырезом снизу (см. фиг. 3 и 4). Боек расположен в прорези прижимной пластины перед П-образным выступом 13 на ней Внешний конец рычага 11 примыкает к приводу 9 (например, к сердечнику электромагнита) и подпружинен относительно пластины 6 с помощью плоской пружины 14. Устройство имеет ручку 15 и электроразъем с распределительной колодкой 16 для подключения к сети. В верхней части корпуса I выполнено продолговатое окно для наблюдения за процессом сварки, защищенное светофильтром 17. По второму .варианту (фиг. 5) участок прижимной пластины 6 с П-образным выступом 13 выполнен в -виде вставки 18 (т.е. отдельно от пластины 6) и закреплен на внутреннем конце юычага 11, а боек 12 установлен шарни)но на дополнительной оси 19 независимо от рычага. Боек имеет хвостовик 20, расположенный вдоль прорези в пластине 6 и опирающийся на вставку 18. По третьему варианту (фиг. 6 и 7) ось 19 бойка 12 закреплена на пластинчатой перемычке 21 вдоль прорези в пластине 6,причем, хвостовик 20 бойка расположен поперек прорези. Вставка 18 с П-образным выстзшом 13, закрепленная на конце рычага 11, имеет тягу 22, взаимодействующую с хвостовиком 20 через штырь 23 на его конце . Боек 12 выполнен с вырезом снизу посередине (см. фиг. 7) и расположен в продольной прорези пластины 6 в непосредственной близости от вставки 18. 5 Устройство работает следующим образом. Устройство включают в электросеть и устанавливают прижимной пластиной 6 на предварительно состыкованные кромки листов материала. При этом на кром ке направляется поток инфракрасного излучения, под тепловым действием которого материал в зоне, ограничиваемой продольной прорезью в прижимной пластине, размягчается (переходит в эластичное состояние) и , на верхних краях кромок, оплавляется (переходит в вязкотекучее состояние) Оплавленные края кромок слегка вспучиваются и под действием сжимающих усилий, создаваемых перемычками на прижимной пластине, сближаются. Устройство с помощью ручки 15 плавно перемещают вдоль стыка. При этом боек 12, приводимый в колебание посредством электрбмагнитного привода 9, воз действуя одновременно своими нижними частями на размягченные слои материала по обе стороны от стыка и внутренниии боковыми поверхностями дугооб-. разного выреза - на оплавленные слои Материала вблизи стыка, сообщает расплаву в зоне формирования шва сложное объемно- колебательное движение в на,правлениях, параллельных торцовым поверхностям кромок и перпендикулярных к ним. Образуюпщйся под бойком валик оплавленного материала при дальнейшем перемещении устройства обжимается бокорыми частями П-образного выступа 13 на пластине 6 и йатем заглаживается поперечной частью этого выступа. Вследствие объемно-колебательного движения расплава в процессе сдавливания (осадки) кромок улучшается и ускоряется его перемешивание. Посколь ку активные, т.е. создаваемые при дви жении бойка , результирующие коле баний направлены со стороны дугообразного выреза на бойке внутрь расплава (фокусируются в плоскости стыка) , то в результате одновременного действия этих колебаний и обжимающих усилий материал в зоне формирования шва быстрее уплотняется, из стыка более интенсивно и полно удаляются не,сплошности (воздушные включения). За счет отмеченньЬс факторов образуется сварное соединение с более однородной турой. Вместе с этим, объемно-колебательное движение расплава, а также колеба ния торцовых поверхностей кромок, воз4никаюпще вследствие периодического ударного сжатия материала по обе стороны от стыка-нижними боковьми частями бойка, приводят к ускоренному проникновению расплава внутрь стыка (в зозор между торцами кромок). При этом, поскольку расплав не успевает охладиться, улучшается схватывание его с основным материалом в нижней части стыка. При сварке материалов с повышенной вязкостью расплава используется второй вариант выполнения зоны I устрой ства, при котором колебания сообщаются вставке 18 с П-образным выступом, от которой передаются бойку 12, прит- чем боек и вставка совершают колебательные движения со сдвигом по фазе равным полупериоду колебаний. В связи с этим, несмотря на значительную суммарную длину бойка и П-образного выступа, удельное динамическое давление колеблющихся элементов на кромки практически не уменьшается. Боек 12 воздействует на кромки листов и расплав в зоне формирования шва аналогично описанному выше. Однако, поскольку боек имеет малый .радиус поворота относительно оси 19, то он дополнительно сообщает расплаву колебания Ъдоль стыка, приводя его совместно с П-образным выступом 13, колеблющимся в противофаэе, в волновое объемно-колебательное движение. При повышенной вязкости расплава это .способствует более интенсивному протеканию реологических процессов в зоне формирования шва и, следовательно, ускорению сварки и полученшо более прочного соединения. Кроме того, на образуюп(ийся шов дополнительно воздействует в вертикальном направлении пята П-образного выступа. За счет этого интенсифицируется уплотнение шва при заглаживании и оберпечивается более быстрое заполнение расплавом зазора между торцами кромок. При сварке листов, стыкуемых без технологического зазора между их торцовыми поверхностями или с очень малым зазором (0,6-0,8 мм), используется третий вариант выполнения зоны I устройства, при котором в процессе работы устройства сообщаемые вставке 18 колебания через тягу 22 и штырь 23 передаются бойку 12. При этом последний, совершая маятниковые колебательные движения в плоскости, перпендикулярной к плоскости стыка, воз7действует на кромки листов своими ниж ними рабочими частями попеременно. В результате кромки колеблются друг от носительно друга в плоскости стыка в вертикальном направлении, что приводит к разрушению верхних краев кромок, частично (из-за отсутствия или малой величины зазора между ними) сварившихся вследствие набухания и вспучивания материала при оплавлении Поскольку разрушение производится пе ред осадкой кромок, т.е. до их сдавливания навстречу друг другу и уплотнения материала, то оно происходит по границе раздела между кромками. Временное восстановление этой границы дает возможность расплаву в процессе формирования шва беспрепятственно перетекать под действием прилагаемых внешних сил из верхней части стыка в нижнкио, т.е. заполнять стык. Относительные колебания торцов кро мок в плоскости способствуют течению и перемешиванию расплава по границе раздела, удалению из него воздушных вк;вочений. В дальнейшем шов формируется и заглаживается вставкой 18 так же, как и при сварке с помощью описанного устройства. Таким образом, предлагаемое устрой ство обеспечивает получение более прочного соединения, повьш1ает произво дительность сварки, позволяет уменьшить мощность ИК излучения. Формула изобретения I. Устройство для сварки термопластичных материалов инфракрасным излучением, содержащее корпус с расположенными в нем инфракрасными нагревателями с отражателями и прижимную пластину с П-образным выступом и продольной прорезью, о т л и ч а ю
± ±+±i±±4± 4-t щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения и производительности устройства, прижимная пластина снабжена подпружиненным двуплечим рычагом, шарнирно установленным на поперечной оси, закрепленной на прижимной пластине, приводом вертикальных колебаний, кинематически связанным с одним из плеч рычага, и бойком, расположенным в прорези прижимной пластины перед П-образным выступом и связанным со свободным плечом рычага, причем ра.бочий торец бойка выполнен с дугообразным вырезом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что П-образ1п 1Й выступ прижимной пластины выполнен в виде вставки, закрепленной на свободном конце рычага, а боек шарнирно смонтирован на дополнительной оси, закрепленной на прижимной пластине, и снабжен хвостовиком, взаимодействующим со вставкой. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что боек смонтирован на дополнительной оси, расположенной поперек прорези прижимной пластины. 4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что боек смонтирован на дополнительной оси, расположенной вдоль прорези прижимной пластины, и связан с выступом через тягу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зайцев К.А. и др. Сварка пластмасс. М., Машиностроение, 1978, с. 195. 2.Авторское свидетельство СССР № 333070, кл. В 29 С 27/02, 1971 (прототип).
А-А
10
б 11
АЧ
1Z JS фиг.З
В -б
12 фиг.
